Cómo ahorrar energía
Tipos de energías
Electricidad y cuidado del medioambiente
Los hidrocarburos
Les énergies mécaniques
Les formes d'énergie énumérées ci-dessous sont des énergies mécaniques.Énergie cinétique
L'énergie cinétique est l'énergie associée au mouvement d'un objet.
L'énergie cinétique est une énergie mécanique.
Énergie de gravitation
L'énergie de gravitation est dite potentielle, parce qu'elle ne se manifeste à nous que lorsqu'elle se convertit en une autre forme d'énergie.
L'énergie potentielle d'une cabine d'ascenseur est plus grande au sixième étage qu'au rez-de-chaussée, car elle est alors plus éloignée du centre de la Terre qui l'attire. Si l'on coupait le câble en neutralisant les freins de sécurité, la cabine tomberait en s'accélérant, son énergie potentielle se transformerait alors en énergie cinétique, plus visible. De même, l'énergie d'une masse de 1 kg d'eau à la surface d'un lac de barrage est plus élevée que son énergie lorsqu'elle est au pied du barrage. En effet, pour une différence d'altitude de 100 m, la différence d'énergie potentielle est de 981 J.
Ep = m . g . h
C'est cette énergie qui est exploitée dans une centrale hydroélectrique, où la chute de l'eau actionne des turbines qui entraînent des alternateurs.
L'énergie de gravitation est une énergie mécanique.
Énergie élastique
Il s'agit encore d'une énergie potentielle, associée cette fois aux déformations des objets élastiques, par exemple à la tension d'un ressort ou à la compression d'un gaz.
Travail
Ce terme désigne un transfert d'énergie réalisé en exerçant une force dont le point d'action se déplace. En soulevant un poids, par exemple en remontant de l'eau depuis la base jusqu'au sommet d'un barrage, on lui fournit un travail, qui lui permet d'acquérir une énergie potentielle plus élevée ; le travail fourni à une pompe qui comprime un gaz accroît l'énergie élastique de celui-ci et contribue à l'échauffer
L'énergie thermique (ou calorifique)
L'énergie électrique
L'énergie rayonnante (ou radiative)
Un radiateur nous communique sa chaleur par l'intermédiaire de l'air ambiant, mais aussi directement sous forme de rayonnement infrarouge.
Dans le filament d'une ampoule électrique, l'énergie électrique se transforme en chaleur, puis cette chaleur est évacuée principalement sous forme d'énergie rayonnante, lumineuse et infrarouge.
Un four à micro-ondes communique de la chaleur aux aliments à partir d'une énergie électrique, par l'intermédiaire d'un rayonnement dit de micro-ondes, analogue à celui d'un radar.
Inversement, on peut convertir en énergie électrique une partie de l'énergie lumineuse en provenance du Soleil à l'aide de photopiles solaires.
Les ondes radio transportent aussi une énergie, certes faible, mais suffisante pour véhiculer du son, des images ou de l'information.
L'énergie chimique
Bien que d'apparence dissemblable, les énergies thermique, électrique, rayonnante et chimique ont une origine commune : à l'échelle microscopique, toutes sont reliées aux forces électriques entre des particules chargées.
L'énergie nucléaire
Une réaction nucléaire, en transformant les édifices des noyaux atomiques, s'accompagne ainsi d'un dégagement de chaleur. C'est ce mécanisme qui produit au cœur du Soleil, par fusion des noyaux d'hydrogène en noyaux d'hélium, la chaleur qui sera ensuite rayonnée. Dans les centrales électronucléaires, nous utilisons une autre réaction nucléaire, la fission des noyaux d'uranium, qui les transforme chacun en deux autres noyaux environ deux fois plus petits ; une partie de la chaleur produite (33 %) est convertie en électricité.
Transformations de l'énergie dans une voiture
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Les différentes transformations d'énergie produites dans une voiture sont les suivantes :
- L'énergie chimique de l'essence et de l'air est transformée en chaleur par combustion. Celle-ci est transmise, par la production de gaz chauds, aux cylindres, puis aux pistons. À ce stade, elle se transforme en énergie mécanique et déclenche le mouvement de la voiture, qui acquiert une certaine énergie cinétique.
- Les frottements de l'air sur la carrosserie et des roues sur le sol transforment intégralement cette énergie en chaleur (en terrain plat et à vitesse constante).
- Une partie de l'énergie issue du moteur est convertie en énergie électrique, alimentant un alternateur. Le courant ainsi engendré sert à produire les étincelles dans les bougies, pour enflammer le combustible, et à recharger la batterie dont l'énergie chimique augmente. Il sert aussi à allumer les phares pour émettre de l'énergie lumineuse ; on consomme donc, à une vitesse donnée, un peu plus d'essence de nuit que de jour.
Batterie
L'énergie ne se prête au stockage en quantité appréciable que sous certaines de ses formes.Zoom © CEA
L'énergie électrique peut être emmagasinée dans des accumulateurs, sous forme d'énergie chimique, comme dans une batterie. Mais la décharge d'un accumulateur fournit moins d'énergie électrique que sa charge, car les réactions électrochimiques s'accompagnent d'une assez forte dégradation en chaleur. De plus, les accumulateurs sont lourds puisqu'ils n'emmagasinent que 0,1 kWh par kg, ce qui est, avec le prix, la principale entrave au développement de la voiture électrique.
